JP2541213B2 - 形鋼の製造装置 - Google Patents

形鋼の製造装置

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清孝 森岡
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    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は熱間圧延中の不等辺不等厚山形鋼およびこ
れに類似する形鋼を均等に温度降下させる形鋼の製造装
置に関する。
〔従来の技術〕
断面形状が複雑な不等辺不等厚山形鋼およびこれに類
似する形鋼においては曲りあるいは残留応力の軽減を図
るための冷却装置が、例えば特公昭57−26161号公報に
開示されている。また比較的断面形状の平易なH形鋼に
おいては中間圧延段階において、均等に温度降下させて
材質改善することが特開昭49−43859号公報に開示され
ている。しかしながら、これらを断面形状が複雑な不等
辺不等厚山形鋼およびこれに類似する形鋼の製造に適用
しても同一断面内の各部位の温度降下を一様になし得
ず、物理特性も不均一となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明は断面形状が複雑な不等辺不等厚山形鋼およ
びこれに類似する形鋼を製造するとき、熱間圧延が進行
し、断面形状が複雑化するにつれて、同一断面内で温度
降下が一様でなくなり、温度分布が不均一になってくる
こと、および溶接性能に優れ、高張力および高靭性な機
械特性を有する鋼材を製造する場合では仕上り圧延温度
を低く規制するため、圧延途中で空冷しているが、この
とき同一断面内での温度分布はさらに増大することとな
り、不均質な製品となる。
本発明はこのような現象を排除し、均質な特性を有す
る同上形鋼が得られる製造装置を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は中間圧延段階の不等辺不等厚山形鋼およびこ
れに類似する形鋼を圧延する圧延機の前面またはおよび
後面テーブル両側に位置して設けられた圧延ラインを横
切る方向に移動して拘束するガイドと、前記中間圧延段
階の不等辺不等圧山形鋼およびこれに類する形鋼を冷却
媒体を噴射して降温させる圧延ラインに沿って配置され
た複数の上側ノズルと下側ノズルとを備え、これらノズ
ルのが上下左右に移動可能に且つ圧延ラインに平行な軸
線回りに回動可能に設けられ、前記上側ノズルから前記
ガイドの側面に開けられた窓穴を通して冷却媒体を噴射
すると共に、前記下側ノズルからテーブルエプロンの切
欠部を通して冷却媒体を噴射し、被冷却形鋼全体を均等
な温度で且つ5〜15℃/秒の降温速度で降温させること
を特徴とする形鋼の製造装置にある。
〔作用〕
中間圧延段階の不等辺不等厚山形鋼およびこれに類似
する形鋼を圧延機の前面または後面テーブル上で両側よ
りガイドが拘束し、圧延ラインに沿って配置したノズル
口から降温媒体を噴射して均等な温度に降温させるノズ
ルが上下左右および圧延ラインと平行な軸線回りに回動
するので前記形鋼を効率よく適確に降温できる。
〔実施例〕
以下本発明の具体的実施例につき説明する。第1図は
形鋼圧延装置列を示す説明図である。1は加熱炉で粗鋼
片101を加熱する。2はブレークダウン圧延機で加熱さ
れた粗鋼片101を粗圧延する。以下圧延ライン10に沿っ
てカリバー圧延が進行する。3は粗圧延機、4は中間仕
上圧延機、5は仕上圧延機である。そして6はガイドで
中間仕上圧延機4の前面(中間仕上圧延機の右)および
後面(中間仕上圧延機の左)と、仕上圧延機5の前面
(仕上圧延機5の右)の各位置のテーブル9上の両側に
パスライン10に平行に配設されている。
前記ガイド6は第2図に示すように側面に窓穴61が設
けられており、ガイド6の内部には上ノズル7が支持体
71を介して上下左右に移動可能で、圧延ライン10に平行
な軸線回りに回動可能に取付けられている。また、ガイ
ド6の下部には下ノズル8が支持体81を介し、テーブル
エプロン91の下側にテーブルエプロン91の切欠部92を通
して、上下左右に移動可能で、圧延ライン10と平行な軸
の回りに回動可能に支持されている。上ノズル7のノズ
ル口72は噴射する冷却媒体が窓穴61を通し、また下ノズ
ル8のノズル口82は同じく冷却媒体が切欠部92を通し
て、テーブル9の搬送ロール93上をガイド6で拘束され
ながら通過する中間圧延段階にある被圧延材102の高温
部、または高温部を含めた全体を均等な所定の温度に降
温させるように圧延ライン10に向けてある。
なお、上ノズル7および下ノズル8は第3図と第4図
に示しすように複数個が所定間隙に配設されている。ま
た、下ノズル8から噴射される冷却媒体が通過する切欠
部92はパスライン10を横切る方向に長く設けられてい
る。
このように上ノズル7および下ノズル8の両者は上下
左右に移動可能で、圧延ライン10と平行の軸の回りに回
動可能に配設したので、第5図に示すようにテーブル9
上を通過する中間圧延段階にある被圧延材102の断面形
状が変化しても偏った降温が生じず効率の良い降温を行
うように、上ノズル7の位置をO1からO2へ、傾斜角をθ
変更して最適条件を設定できる。下ノズル8について
も同様に適確な設定ができる。
被圧延材102と上ノズル7および下ノズル8との相対
位置決定諸元を第6図に示す。この第6図に示す諸元を
第1表の範囲の設定することによって、効率の良い適確
な降温条件が得られる。
なお、降温速度は大き過ぎると材質変化(焼入れ組
織)を起こしたり、大きい歪が発生したりする。逆に降
温速度は小さ過ぎると所要時間が多くかかり所定の時間
内で所望の温度降下を得ることができない。したがって
降温速度の範囲は5〜15℃/秒が適当である。
次に、不等辺不等厚山形鋼の製造結果を示す。供試材
(製品)寸法は400mm(長辺の長さ)×100mm(短辺の長
さ)×13mm(長辺の厚さ)/18mm(短辺の厚さ)であ
る。供試材は加熱炉1で所定温度に加熱し、ブレークダ
ウン圧延機2および粗圧延機3で所要寸法に圧延したも
のを中間仕上圧延機4で3パス圧延し、次いで仕上圧延
機5で1パス圧延した。この中間仕上圧延機4での3パ
ス圧延および仕上圧延機5での1パス圧延の各パス前に
フランジ(厚肉)部に水を噴射した。このときの上ノズ
ル7および下ノズル8と被圧延材との位置関係は第2表
の条件に設定し、水量および水量密度と降温速度は第3
表に示す。
上記条件によって製造された不等辺不等厚山形鋼と従
来製造装置によって製造された同寸法材との比較を第7
図、第8図および第9図に示す。引張強さは第7図に示
すように、薄肉部は従来装置による場合と本発明によ
る場合とで差はないが、厚肉部は薄肉部に対して従
来装置による場合は2.0kg f/mm2低いが、本発明装置に
よる場合は0.2kg f/mm2で同等の引張強さを示してい
る。なお、圧延完了時の薄肉部と厚肉部との温度差
は従来装置による場合は70℃(通常圧延)〜90℃(低温
圧延)であるのに対し本発明装置による場合は10℃以下
である。また、これらの曲り量は第8図に示すように本
発明装置によれば従来の1/10に軽減した。さらに圧延時
間も本発明によれば従来に比べて35%短縮でき、大巾な
能率向上となる(第9図)。
さらに、5種類の製品寸法のものについて第4表の条
件で製造した結果、全て上記試験結果を上廻る製品が得
られた。
以上の実施例においては中間仕上圧延機および仕上圧
延機に適応した場合について説明したが、粗圧延機等に
適用してもよい。また、厚肉部を冷却する場合について
述べたが薄肉部を含めて降温してもよく、降温媒体は水
に限らず、また噴射も上下同時に行う必要はなく、適宜
必要に応じて組合せて使用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、同一断面内で異なる温
度分布となる上記形鋼を均等な温度に降温できるので、
製品の物理的性質が均一となるばかりでなく、圧延途中
および圧延仕上り後の曲りも大巾に減少する。仕上り製
品の残留応力も軽減される。その上、圧延時間が短縮で
きるので能率向上が得られ、特に溶接性能を向上させた
高張力鋼で高靭性を付与するために低温圧延を行なう場
合等の途中冷却を伴う圧延に有効であり、比較的単純な
構成で、作業性の優れた製造装置である。
【図面の簡単な説明】
第1図は形鋼圧延装置列を示す説明図、第2図は第3図
のII−II矢視断面図、第3図は本発明の製造装置の1実
施例を示す平面図、第4図は第3図のIV−V矢視断面
図、第5図はノズル位置を圧延材形状に対応させる模式
図、第6図はノズルと圧延材との対応関係の諸元を示す
図、第7図は引張強度の比較を示す図、第8図は曲り状
況の比較を示す図、第9図は温度降下の比較を示す図で
ある。 4……中間仕上圧延機、5……仕上圧延機、6……ガイ
ド、7……上ノズル、8……下ノズル、9……テーブ
ル、10……圧延ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森岡 清孝 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 福重 信雄 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−49920(JP,A) 実開 昭53−64137(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中間圧延段階の不等辺不等圧山形鋼および
    これに類する形鋼を圧延する圧延機の前面または/およ
    び後面テーブルの両側に位置して設けられた、圧延ライ
    ンを横切る方向に移動して拘束するガイドと、 前記中間圧延段階の不等辺不等圧山形鋼およびこれに類
    する形鋼を冷却媒体を噴射して降温させる圧延ラインに
    沿って配置された複数の上側ノズルと下側ノズルとを備
    え、 これらノズルのが上下左右に移動可能に且つ圧延ライン
    に平行な軸線回りに回動可能に設けられ、 前記上側ノズルから前記ガイドの側面に開けられた窓穴
    を通して冷却媒体を噴射すると共に、前記下側ノズルか
    らテーブルエプロンの切欠部を通して冷却媒体を噴射
    し、被冷却形鋼全体を均等な温度で且つ5〜15℃/秒の
    降温速度で降温させることを特徴とする形鋼の製造装
    置。
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